JP2014212383A - Reverse phase double-loop antenna - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce power consumption of a reverse phase double-loop antenna.SOLUTION: Two coaxial loop antennas 10, 20 through which an electric current runs reversely to each other are connected with each other in series to a signal source 100.

Description

本発明は、磁界を利用したアンテナの技術に関する。   The present invention relates to an antenna technology using a magnetic field.

通信エリアを意図的に限定した無線通信に対する要望がある。これについて、特許文献１の電界通信システムを利用することも考えられる。しかし、通信エリア近傍の電界分布は周囲の影響（導体や誘電体によるノイズの影響）を強く受けるため、安定性や信頼性の高い無線通信を実現することは難しい。   There is a demand for wireless communication in which a communication area is intentionally limited. About this, using the electric field communication system of patent document 1 is also considered. However, since the electric field distribution in the vicinity of the communication area is strongly influenced by the surroundings (the influence of noise due to conductors and dielectrics), it is difficult to realize wireless communication with high stability and reliability.

一方、約１０ＭＨｚ以下の低周波磁界は、周囲との相互作用が電界と比べて著しく低いため、無線通信の通信媒体として利用される。そこで、前述の無線通信を実現するため、通信エリアと非通信エリアの境界で磁界強度が急激に減衰するような「シャープな磁界分布」を生成できるアンテナが求められている。   On the other hand, a low-frequency magnetic field of about 10 MHz or less is used as a communication medium for wireless communication because its interaction with the surroundings is significantly lower than that of an electric field. Therefore, in order to realize the above-described wireless communication, there is a demand for an antenna that can generate a “sharp magnetic field distribution” in which the magnetic field strength sharply attenuates at the boundary between the communication area and the non-communication area.

このようなアンテナとして逆相二重ループアンテナがある。従来の逆相二重ループアンテナの回路構成を図１０に示す。径の異なる２つのループアンテナ１０，２０が同心状に配置され、それら２つのループアンテナ１０，２０にそれぞれ流れる電流Ｉ１，Ｉ２は互いに逆回りに進行する。 There is an anti-phase double loop antenna as such an antenna. FIG. 10 shows a circuit configuration of a conventional antiphase double loop antenna. Two loop antennas 10 and 20 having different diameters are arranged concentrically, and currents I 1 and I 2 flowing through the two loop antennas 10 and 20 respectively proceed in the opposite directions.

一般に、ループアンテナが遠方に生成する磁界強度は、ループアンテナが囲むループ内の面積Ｓとループアンテナに流れる電流Ｉとの積である磁気モーメントｍに比例する。   In general, the magnetic field strength generated far away by the loop antenna is proportional to the magnetic moment m, which is the product of the area S in the loop surrounded by the loop antenna and the current I flowing through the loop antenna.

同一平面上に配置された２つのループアンテナ１０，２０を流れる電流Ｉ１，Ｉ２の進行方向が互いに逆回りで、各ループアンテナ１０，２０の磁気モーメントｍ１，ｍ２の大きさが同程度の場合、各磁気モーメントｍ１，ｍ２は互いに打ち消し合うため、遠方の磁界強度は極めて小さくなる。 The traveling directions of the currents I 1 and I 2 flowing through the two loop antennas 10 and 20 arranged on the same plane are opposite to each other, and the magnitudes of the magnetic moments m 1 and m 2 of the loop antennas 10 and 20 are the same. In this case, the magnetic moments m 1 and m 2 cancel each other, so that the magnetic field strength in the distance is extremely small.

一方、中心近傍の磁界強度は、内側のループアンテナ２０に流れる電流Ｉ２の影響を強く受けるため、たとえ２つのループアンテナ１０，２０の磁気モーメントｍ１，ｍ２が打ち消し合うような関係にあったとしても、中心点付近の磁界が小さくなることはない。 On the other hand, the magnetic field strength in the vicinity of the center is strongly influenced by the current I 2 flowing through the inner loop antenna 20, so that the magnetic moments m 1 and m 2 of the two loop antennas 10 and 20 cancel each other. Even if this is the case, the magnetic field in the vicinity of the center point will not be reduced.

その結果、逆相二重ループアンテナは、図１１に示すように、単一のループアンテナを用いた場合に比べて、遠方での磁界強度を急激に減衰させることができる。   As a result, as shown in FIG. 11, the antiphase double loop antenna can attenuate the magnetic field strength in the distance more rapidly than the case where a single loop antenna is used.

また、各磁気モーメントｍ１，ｍ２の絶対値の比をγ＝｜ｍ２｜／｜ｍ１｜とすると、２つのループアンテナ１０，２０に流れる電流の比を変化させることにより、通信エリア境界の位置を制御することができる。 If the ratio of the absolute values of the magnetic moments m 1 and m 2 is γ = | m 2 | / | m 1 |, the ratio of the currents flowing through the two loop antennas 10 and 20 is changed, thereby changing the communication area. The position of the boundary can be controlled.

例えば、図１０に示したように、外側のループアンテナ１０の半径が内側の２倍である場合、可変抵抗体Ｒ３の抵抗値を調整してＩ１：Ｉ２＝１：４とし、γ＝１とすれば、図１１に示した遠方で１００ｄＢ／ｄｅｃの減衰率を得ることができる。また、例えば、Ｉ１：Ｉ２＝１：２とすれば、図１１におけるγ＝０．５の曲線で表した磁界分布特性を得ることができる。 For example, as shown in FIG. 10, when the radius of the outer loop antenna 10 is twice the inner radius, the resistance value of the variable resistor R 3 is adjusted to be I 1 : I 2 = 1: 4, and γ If = 1, an attenuation factor of 100 dB / dec can be obtained at a distance as shown in FIG. For example, if I 1 : I 2 = 1: 2, the magnetic field distribution characteristic represented by the curve of γ = 0.5 in FIG. 11 can be obtained.

特開２００７−１７４５７０号公報JP 2007-174570 A 特開２００５−３３５８７号公報JP 2005-33587 A 特開２００１−１６０２５号公報JP 2001-16025 A

しかしながら、図１０に示した従来の逆相二重ループアンテナによれば、２つのループアンテナ１０，２０が信号源１００に対して並列に接続されているため、アンテナ近傍の磁界強度を単一のループアンテナを用いた場合と同程度に保つには、消費電流が大きくなってしまう。   However, according to the conventional antiphase double loop antenna shown in FIG. 10, since the two loop antennas 10 and 20 are connected in parallel to the signal source 100, the magnetic field strength near the antenna is reduced to a single value. To maintain the same level as when a loop antenna is used, the current consumption becomes large.

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、逆相二重ループアンテナの消費電力を低減することを目的とする。   This invention is made | formed in view of the said situation, and it aims at reducing the power consumption of a negative phase double loop antenna.

請求項１記載の逆相二重ループアンテナは、１回又は複数回巻回された外側のループアンテナと、１回又は複数回巻回され、前記外側のループアンテナと同心状に配置され、前記外側のループアンテナに直列に接続され、前記外側のループアンテナに入力された電流の進行方向とは逆回りに電流が流れる内側のループアンテナと、を有することを要旨とする。   The antiphase double loop antenna according to claim 1, wherein the outer loop antenna is wound once or a plurality of times, is wound once or a plurality of times, and is arranged concentrically with the outer loop antenna, The gist of the invention is to have an inner loop antenna that is connected in series to the outer loop antenna and through which the current flows in the direction opposite to the traveling direction of the current input to the outer loop antenna.

本発明によれば、互いに逆回りに電流が流れる同心状の２つのループアンテナが直列に接続されているため、逆相二重ループアンテナの消費電力を低減できる。   According to the present invention, since the two concentric loop antennas in which currents flow in the opposite directions are connected in series, the power consumption of the antiphase double loop antenna can be reduced.

請求項２記載の逆相二重ループアンテナは、請求項１に記載の逆相二重ループアンテナにおいて、前記各ループアンテナについて巻回数と中心からループアンテナまでの距離の二乗とをそれぞれ積算した２つの積算値が等しいことを要旨とする。   The anti-phase double loop antenna according to claim 2 is the anti-phase double loop antenna according to claim 1, wherein the number of turns and the square of the distance from the center to the loop antenna are integrated for each loop antenna. The summary is that the two integrated values are equal.

本発明によれば、各ループアンテナについて巻回数と中心からループアンテナまでの距離の二乗とをそれぞれ積算した２つの積算値が等しいため、逆相二重ループアンテナの遠方で１００ｄＢ／ｄｅｃの減衰率を得ることができる。   According to the present invention, since the two integrated values obtained by integrating the number of turns and the square of the distance from the center to the loop antenna are equal for each loop antenna, the attenuation factor of 100 dB / dec is far away from the antiphase double loop antenna. Can be obtained.

請求項３記載の逆相二重ループアンテナは、請求項１又は２に記載の逆相二重ループアンテナにおいて、前記内側のループアンテナの両端間に接続された抵抗体を更に有することを要旨とする。   The antiphase double loop antenna according to claim 3 is the antiphase double loop antenna according to claim 1 or 2, further comprising a resistor connected between both ends of the inner loop antenna. To do.

本発明によれば、内側のループアンテナの両端間に抵抗体が接続されているため、外側のループアンテナの電流と内側のループアンテナの電流の比を変化させることができる。   According to the present invention, since the resistor is connected between both ends of the inner loop antenna, the ratio of the current of the outer loop antenna and the current of the inner loop antenna can be changed.

請求項４記載の逆相二重ループアンテナは、請求項１乃至３のいずれかに記載の逆相二重ループアンテナにおいて、前記外側のループアンテナ及び前記内側のループアンテナに並列に接続され、前記内側のループアンテナに内包され又は前記内側のループアンテナを内包し、前記内側のループアンテナに流れる電流の進行方向と同じ方向に電流が流れるループアンテナを更に有することを要旨とする。   The antiphase double loop antenna according to claim 4 is the antiphase double loop antenna according to any one of claims 1 to 3, wherein the antiphase double loop antenna is connected in parallel to the outer loop antenna and the inner loop antenna. The gist of the present invention is to further include a loop antenna that is included in the inner loop antenna or includes the inner loop antenna, and the current flows in the same direction as the traveling direction of the current flowing in the inner loop antenna.

本発明によれば、外側のループアンテナ及び内側のループアンテナに並列に接続され、内側のループアンテナに流れる電流の進行方向と同じ方向に電流が流れるループアンテナが、内側のループアンテナに内包され又は内側のループアンテナを内包するため、内側のループアンテナを流れる電流の増大に作用することから、少ない電流量で大電流量と等価な磁界強度を得ることができる。   According to the present invention, the loop antenna that is connected in parallel to the outer loop antenna and the inner loop antenna, and in which the current flows in the same direction as the current flowing in the inner loop antenna, is included in the inner loop antenna or Since the inner loop antenna is included, the current flowing through the inner loop antenna is increased, so that a magnetic field strength equivalent to a large amount of current can be obtained with a small amount of current.

本発明によれば、逆相二重ループアンテナの消費電力を低減することができる。   According to the present invention, it is possible to reduce the power consumption of the antiphase double loop antenna.

第１の実施の形態に係る逆相二重ループアンテナの回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the anti | reverse | negative phase double loop antenna which concerns on 1st Embodiment. 第２の実施の形態に係る逆相二重ループアンテナの回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the anti | reverse | negative phase double loop antenna which concerns on 2nd Embodiment. 第３の実施の形態に係る逆相二重ループアンテナの回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the anti | reverse | negative phase double loop antenna which concerns on 3rd Embodiment. 第４の実施の形態に係る逆相二重ループアンテナの回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the anti | reverse | negative phase double loop antenna which concerns on 4th Embodiment. 第５の実施の形態に係る逆相二重ループアンテナの回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the anti | reverse | negative phase double loop antenna which concerns on 5th Embodiment. 第６の実施の形態に係る逆相二重ループアンテナの回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the anti | reverse | negative phase double loop antenna which concerns on 6th Embodiment. 第６の実施の形態に係る逆相二重ループアンテナの回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the anti | reverse | negative phase double loop antenna which concerns on 6th Embodiment. 第７の実施の形態に係る逆相二重ループアンテナの回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the negative phase double loop antenna which concerns on 7th Embodiment. 第８の実施の形態に係る逆相二重ループアンテナの回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the anti | reverse | negative phase double loop antenna which concerns on 8th Embodiment. 従来の逆相二重ループアンテナの回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the conventional reverse phase double loop antenna. 電界強度分布を示す図である。It is a figure which shows electric field strength distribution.

以下、本発明を実施する一実施の形態について図面を用いて説明する。   Hereinafter, an embodiment for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

〔第１の実施の形態〕
図１は、本実施の形態に係る逆相二重ループアンテナの回路構成を示す図である。この逆相二重ループアンテナは、２つのループアンテナ１０，２０と、３つのフィード線３０，４０，５０と、１つの抵抗体Ｒ１とで構成される。 [First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of an antiphase double loop antenna according to the present embodiment. The reverse-phase dual-loop antenna is composed of two loop antennas 10 and 20, three feed lines 30, 40, 50, one of the resistor R 1.

２つのループアンテナ１０，２０は、導線を環状に径を異にして１回巻回することにより構成・形成され、同一平面上で同心状に配置され、１つの信号源１００又は電流入力端子Ｔｉｎに対して直列に接続される。 The two loop antennas 10 and 20 are configured and formed by winding a conducting wire once in a ring shape with different diameters, and are arranged concentrically on the same plane, and one signal source 100 or current input terminal T They are connected in series to the in.

具体的には、径の大きい外側のループアンテナ１０の巻回開始端を、第１のフィード線３０を用いて電流入力端子Ｔｉｎに接続し、その巻回終了端を、第２のフィード線４０を用いて内側のループアンテナ２０の巻回開始端に接続する。そして、内側のループアンテナ２０の巻回終了端を、第３のフィード線５０を用いて、グランドに接続されている電流出力端子Ｔｇｎｄに接続する。 Specifically, the winding starting end of the large outer loop antenna 10 diameter, connected to a current input terminal T in using the first feed line 30, the winding finish end, a second feed line 40 is used to connect to the winding start end of the inner loop antenna 20. Then, the winding end of the inner loop antenna 20 is connected to the current output terminal T gnd connected to the ground using the third feed line 50.

尚、第３のフィード線５０の一端（内側のループアンテナ２０との非接続端）と電流出力端子Ｔｇｎｄとの間には、抵抗体Ｒ１を挿入して接続する。この抵抗体Ｒ１は、直列に接続された２つのループアンテナ１０，２０に流れる電流ＩＴの値を調整するためのものである。コンデンサ、インダクタ、又は抵抗体を組み合わせたものを用いても構わない。 Between the current output terminal T gnd (unconnected ends of the inner loop antenna 20) a third end of the feed line 50, connecting the resistor R 1 inserted to. The resistor R 1 is for adjusting the value of the current I T flows to the two loop antennas 10 and 20 connected in series. A combination of a capacitor, an inductor, or a resistor may be used.

次に、逆相二重ループアンテナを流れる電流について説明する。電流入力端子Ｔｉｎと電流出力端子Ｔｇｎｄとの間に信号源１００が接続されると、その信号源１００から出力された電流ＩＴは、第１のフィード線３０を経由して分岐することなく外側のループアンテナ１０に給電され、紙面上空から見て右回りに流れる。 Next, the current flowing through the antiphase double loop antenna will be described. When the signal source 100 between the current input terminal T in the current output terminal T gnd is connected, the current I T output from the signal source 100, to branch via a first feed line 30 Instead, it is fed to the outer loop antenna 10 and flows clockwise as viewed from above.

そして、外側のループアンテナ１０を１周した電流ＩＴは、第２のフィード線４０を経由して内側のループアンテナ２０に給電され、外側のループアンテナ１０での電流の進行方向とは逆回り（左回り）に流れる。 Then, the current I T in which the outer loop antenna 10 1 lap are fed via a second feed line 40 to the inside of the loop antenna 20, opposite direction to the traveling direction of the current in the outer loop antenna 10 of the Flows counterclockwise.

その後、第３のフィード線５０を経由し、電流調整用の抵抗体Ｒ１を通過して信号源１００に戻る。 Then, via a third feed line 50, back to the signal source 100 through the resistor R 1 of the current adjustment.

以上より、本実施の形態によれば、互いに逆回りに電流が流れる同心状の２つのループアンテナ１０，２０が直列に接続されているので、逆相二重ループアンテナの消費電力を低減できる。すなわち、図１０に示した従来の逆相二重ループアンテナに比べて、少ない電流で同程度の磁界強度を得ることができる。   As described above, according to the present embodiment, since the two concentric loop antennas 10 and 20 in which currents flow in the opposite directions are connected in series, the power consumption of the antiphase double loop antenna can be reduced. That is, compared with the conventional antiphase double loop antenna shown in FIG. 10, the same magnetic field strength can be obtained with a small current.

〔第２の実施の形態〕
図２は、本実施の形態に係る逆相二重ループアンテナの回路構成を示す図である。この逆相二重ループアンテナは、内側のループアンテナ２０の巻回数を１回から４回に増加している。それ以外は、第１の実施の形態と同じである。 [Second Embodiment]
FIG. 2 is a diagram showing a circuit configuration of the antiphase double loop antenna according to the present embodiment. In this antiphase double loop antenna, the number of turns of the inner loop antenna 20 is increased from 1 to 4 times. The rest is the same as the first embodiment.

前述したように、２つのループアンテナ１０，２０の各磁気モーメントｍ１，ｍ２の比γ＝｜ｍ２｜／｜ｍ１｜に応じて逆相二重ループアンテナの磁界分布が変化するため、この逆相二重ループアンテナを利用するアプリケーションに併せて当該γ値を適切に設計する必要がある。 As described above, the magnetic field distribution of the antiphase double loop antenna changes according to the ratio γ = | m 2 | / | m 1 | of the magnetic moments m 1 and m 2 of the two loop antennas 10 and 20. Therefore, it is necessary to appropriately design the γ value in accordance with the application using the antiphase double loop antenna.

本実施の形態では、γ値を増大させる１つの方法として、外側のループアンテナ１０を流れる外環電流を増大させずに、内側のループアンテナ２０を流れる内環電流のみを増大させる。   In the present embodiment, as one method for increasing the γ value, only the inner ring current flowing through the inner loop antenna 20 is increased without increasing the outer ring current flowing through the outer loop antenna 10.

具体的には、内側のループアンテナ２０のみを渦巻き状に４回巻回して内環電流を等価的に増大させる。これにより、内環電流が等価的にＩＴから４ＩＴに増大するため、γ値を増大させることができる。 Specifically, only the inner loop antenna 20 is spirally wound four times to increase the inner ring current equivalently. Thus, since the inner ring current increases 4I T from equivalently I T, it is possible to increase the γ value.

以上より、本実施の形態によれば、内側のループアンテナ２０のみを複数回巻回したので、内環電流の等価的な増大によりγ値を増大でき、少ない電流量で大電流量と同等な磁界強度を得ることができる。   As described above, according to the present embodiment, since only the inner loop antenna 20 is wound a plurality of times, the γ value can be increased by an equivalent increase in the inner ring current, which is equivalent to a large amount of current with a small amount of current. Magnetic field strength can be obtained.

〔第３の実施の形態〕
図３は、本実施の形態に係る逆相二重ループアンテナの回路構成を示す図である。この逆相二重ループアンテナは、外側のループアンテナ１０の巻回数を１回から２回に増加し、内側のループアンテナ２０の巻回数を１回から８回に増加している。それ以外は、第１の実施の形態と同じである。 [Third Embodiment]
FIG. 3 is a diagram showing a circuit configuration of the antiphase double loop antenna according to the present embodiment. In this reversed-phase double loop antenna, the number of turns of the outer loop antenna 10 is increased from 1 to 2, and the number of turns of the inner loop antenna 20 is increased from 1 to 8. The rest is the same as the first embodiment.

本実施の形態では、γ値を増大させる他の方法として、外側のループアンテナ１０を流れる外環電流と、内側のループアンテナ２０を流れる内環電流との両方を増大させる。   In the present embodiment, as another method for increasing the γ value, both the outer ring current flowing through the outer loop antenna 10 and the inner ring current flowing through the inner loop antenna 20 are increased.

具体的には、外側のループアンテナ１０を渦巻き状に２回巻回して外環電流を等価的に増大させる。また、内側のループアンテナ２０を渦巻き状に８回巻回して内環電流を等価的に増大する。これにより、外環電流はＩＴから２ＩＴに増大するが、内環電流の増大値はそれよりも大きい（ＩＴから８ＩＴに増大）ため、γ値を増大させることができる。 Specifically, the outer loop antenna 10 is wound twice in a spiral to increase the outer ring current equivalently. The inner loop current 20 is equivalently increased by winding the inner loop antenna 20 in a spiral shape eight times. Thus, the outer ring current is increased from I T to 2I T, for increasing values of the inner ring current is greater than (increased from I T to 8I T), can increase the γ value.

以上より、本実施の形態によれば、外側のループアンテナ１０を２回巻回し、内側のループアンテナ２０を８回巻回したので、内環電流の等価的な増大によりγ値を増大でき、少ない電流量で大電流量と同等な磁界強度を得ることができる。   As described above, according to the present embodiment, the outer loop antenna 10 is wound twice and the inner loop antenna 20 is wound eight times, so that the γ value can be increased by an equivalent increase in the inner ring current, A magnetic field strength equivalent to a large current amount can be obtained with a small current amount.

尚、本実施の形態や第２の実施の形態で述べた各ループアンテナ１０，２０の巻回数は一例である。また、外側のループアンテナ１０の巻回数を内側のループアンテナ２０の巻回数よりも少なくすることにより、γ値を減少させるように設計することも可能である。   The number of turns of each loop antenna 10, 20 described in the present embodiment or the second embodiment is an example. It is also possible to design the γ value to be decreased by making the number of turns of the outer loop antenna 10 smaller than the number of turns of the inner loop antenna 20.

〔第４の実施の形態〕
図４は、本実施の形態に係る逆相二重ループアンテナの回路構成を示す図である。この逆相二重ループアンテナは、外側のループアンテナ１０の半径ａ１を１０ｃｍとし、内側のループアンテナ２０の二乗平均半径ａ２を５ｃｍとしている。それ以外は、第２の実施の形態と同じである。 [Fourth Embodiment]
FIG. 4 is a diagram showing a circuit configuration of the antiphase double loop antenna according to the present embodiment. In this antiphase double loop antenna, the radius a 1 of the outer loop antenna 10 is 10 cm, and the mean square radius a 2 of the inner loop antenna 20 is 5 cm. The rest is the same as in the second embodiment.

内側のループアンテナ２０の巻回数Ｎは４回であることから、このとき、ａ１ ２＝Ｎａ２ ２が成立する。すなわち、２つのループアンテナ１０，２０の各磁気モーメントｍ１，ｍ２は同等となり、γ値は１となるので、前述したように、遠方で１００ｄＢ／ｄｅｃの減衰率を得ることができる。 Since the number of turns N of the inner loop antenna 20 is four, at this time, a 1 2 = Na 2 2 is established. That is, since the magnetic moments m 1 and m 2 of the two loop antennas 10 and 20 are equal and the γ value is 1, as described above, an attenuation factor of 100 dB / dec can be obtained far away.

以上より、本実施の形態によれば、外側のループアンテナ１０の半径ａ１を二乗した値と、内側のループアンテナ２０の巻回数Ｎとその二乗平均半径ａ２の二乗とを積算した積算値とが等しいので、逆相二重ループアンテナの遠方で１００ｄＢ／ｄｅｃの減衰率を得ることができる。 As described above, according to the present embodiment, an integrated value obtained by integrating the value obtained by squaring the radius a 1 of the outer loop antenna 10, the number of turns N of the inner loop antenna 20, and the square of the mean square radius a 2 thereof. Therefore, an attenuation factor of 100 dB / dec can be obtained far away from the antiphase double loop antenna.

尚、本実施の形態で述べた、外側のループアンテナ１０の半径ａ１と、内側のループアンテナ２０の巻回数Ｎとその二乗平均半径ａ２とは一例である。ａ１ ２＝Ｎａ２ ２が成立していれば、各半径の値と巻回数を任意に設計しても、γ値は１となり、遠方で１００ｄＢ／ｄｅｃの減衰率を得ることができる。 The radius a 1 of the outer loop antenna 10, the number N of turns of the inner loop antenna 20, and the root mean square radius a 2 described in the present embodiment are examples. If a 1 2 = Na 2 2 is established, the γ value becomes 1 even if the value of each radius and the number of turns are arbitrarily designed, and an attenuation factor of 100 dB / dec can be obtained at a distance.

〔第５の実施の形態〕
図５は、本実施の形態に係る逆相二重ループアンテナの回路構成を示す図である。この逆相二重ループアンテナは、外側のループアンテナ１０の二乗平均半径ａ１を１０ｃｍとし、内側のループアンテナ２０の二乗平均半径ａ２を５ｃｍとしている。それ以外は、第３の実施の形態と同じである。 [Fifth Embodiment]
FIG. 5 is a diagram showing a circuit configuration of the antiphase double loop antenna according to the present embodiment. In this antiphase double loop antenna, the mean square radius a 1 of the outer loop antenna 10 is 10 cm, and the mean square radius a 2 of the inner loop antenna 20 is 5 cm. The rest is the same as in the third embodiment.

外側のループアンテナ１０の巻回数Ｍは２回であり、内側のループアンテナ２０の巻回数Ｎは８回であることから、このとき、Ｍａ１ ２＝Ｎａ２ ２が成立する。すなわち、２つのループアンテナ１０，２０の各磁気モーメントｍ１，ｍ２は同等となり、γ値は１となるので、第４の実施の形態と同様に、遠方で１００ｄＢ／ｄｅｃの減衰率を得ることができる。 Since the number M of turns of the outer loop antenna 10 is two and the number of turns N of the inner loop antenna 20 is eight, Ma 1 2 = Na 2 2 is established at this time. That is, since the magnetic moments m 1 and m 2 of the two loop antennas 10 and 20 are equal and the γ value is 1, an attenuation factor of 100 dB / dec is obtained at a distance as in the fourth embodiment. be able to.

以上より、本実施の形態によれば、外側のループアンテナ１０の巻回数Ｍとその二乗平均半径ａ１の二乗とを積算した積算値と、内側のループアンテナ２０の巻回数Ｎとその二乗平均半径ａ２の二乗とを積算した積算値とが等しいので、逆相二重ループアンテナの遠方で１００ｄＢ／ｄｅｃの減衰率を得ることができる。 As described above, according to the present embodiment, the integrated value obtained by integrating the number of turns M of the outer loop antenna 10 and the square of the mean square radius a 1 thereof, the number of turns N of the inner loop antenna 20, and the mean square thereof. Since the integrated value obtained by integrating the square of the radius a 2 is equal, an attenuation factor of 100 dB / dec can be obtained far away from the antiphase double loop antenna.

尚、本実施の形態で述べた、外側のループアンテナ１０の巻回数Ｎとその二乗平均半径ａ１と、内側のループアンテナ２０の巻回数Ｎとその二乗平均半径ａ２とは一例である。Ｍａ１ ２＝Ｎａ２ ２が成立していれば、各半径の値と各巻回数を任意に設計しても、γ値は１となり、遠方で１００ｄＢ／ｄｅｃの減衰率を得ることができる。 Note that the number N of turns of the outer loop antenna 10 and its mean square radius a 1 and the number of turns N of the inner loop antenna 20 and its mean square radius a 2 described in the present embodiment are examples. If Ma 1 2 = Na 2 2 holds, the γ value is 1 even if the value of each radius and the number of turns are arbitrarily designed, and an attenuation factor of 100 dB / dec can be obtained at a distance.

〔第６の実施の形態〕
図６と図７は、本実施の形態に係る逆相二重ループアンテナの回路構成を示す図である。これらの逆相二重ループアンテナは、外側のループアンテナ１０の巻回終了端と第３のフィード線５０上の任意接点との間に接続された抵抗体Ｒ２を更に備えている。それ以外は、第２の実施の形態や第３の実施の形態とそれぞれ同じである。 [Sixth Embodiment]
6 and 7 are diagrams showing a circuit configuration of the antiphase double loop antenna according to the present embodiment. These anti-phase double loop antennas further include a resistor R 2 connected between the winding end of the outer loop antenna 10 and an arbitrary contact on the third feed line 50. The rest is the same as the second embodiment and the third embodiment.

これまでの実施の形態では、外側のループアンテナ１０に流れる外環電流と、内側のループアンテナ２０に流れる内環電流とが必然的に等しく、外環電流と内環電流との比を連続的に変化させることは難しい。しかし、アプリケーションによっては、通信エリアの境界を精密に又は連続的に制御する必要がある。   In the previous embodiments, the outer ring current flowing in the outer loop antenna 10 and the inner ring current flowing in the inner loop antenna 20 are necessarily equal, and the ratio of the outer ring current and the inner ring current is continuously set. It is difficult to change. However, depending on the application, it is necessary to precisely or continuously control the boundaries of the communication area.

そこで、本実施の形態では、外側のループアンテナ１０の巻回終了端と第３のフィード線５０上の任意接点との間に抵抗体Ｒ２を接続する。これにより、内環電流を、その抵抗体Ｒ２へ分岐した電流ΔＩ分小さくすることが可能となり、内外環電流の比を変化させることができる。 Therefore, in the present embodiment, the resistor R 2 is connected between the winding end of the outer loop antenna 10 and the arbitrary contact on the third feed line 50. Thus, the inner ring current, it becomes possible to current ΔI fraction smaller branching to the resistor R 2, it is possible to change the ratio of the inner and outer ring current.

以上より、本実施の形態によれば、外側のループアンテナ１０の巻回終了端と第３のフィード線５０上の任意接点との間に抵抗体Ｒ２が接続されているので、外環電流と内環電流の各電流値を調整でき、その電流比を変化させることができる。 According to more, the embodiment above, since the resistor R 2 between any contacts on the winding termination end and the third feed line 50 of the outer loop antenna 10 is connected, outside the ring current And each current value of the inner ring current can be adjusted, and the current ratio can be changed.

尚、本実施の形態で述べた抵抗体Ｒ２の接続方法は一例である。内環電流を外環電流よりも小さくできればよいことから、内側のループアンテナ２０の巻回開始端と巻回終了端との間に接続されていればよい。例えば、第２のフィード線４０上の任意接点と第３のフィード線５０上の任意接点との間に接続しても構わない。 The method of connecting the resistor R 2 described in this embodiment is an example. Since it is sufficient that the inner ring current can be made smaller than the outer ring current, it is only necessary to be connected between the winding start end and the winding end end of the inner loop antenna 20. For example, you may connect between the arbitrary contact on the 2nd feed line 40, and the arbitrary contact on the 3rd feed line 50. FIG.

〔第７の実施の形態〕
図８は、本実施の形態に係る逆相二重ループアンテナの回路構成を示す図である。この逆相二重ループアンテナは、第１のフィード線３０から分岐した分岐ループアンテナ６０が、内側のループアンテナ２０に内包されるように接続している。 [Seventh Embodiment]
FIG. 8 is a diagram showing a circuit configuration of the antiphase double loop antenna according to the present embodiment. This anti-phase double loop antenna is connected so that the branched loop antenna 60 branched from the first feed line 30 is included in the inner loop antenna 20.

この分岐ループアンテナ６０は、２つのループアンテナ１０，２０と同一平面上で同心状に配置され、内側のループアンテナ２０に内包され、内側のループアンテナ２０に流れる電流の進行方向と同じ方向に電流が流れるように、外側のループアンテナ１０及び内側のループアンテナ２０に並列に接続される。   The branched loop antenna 60 is concentrically arranged on the same plane as the two loop antennas 10 and 20, is included in the inner loop antenna 20, and has a current in the same direction as the direction of current flowing through the inner loop antenna 20. Are connected in parallel to the outer loop antenna 10 and the inner loop antenna 20.

具体的には、分岐ループアンテナ６０を内側のループアンテナ２０の内側に配置し、その巻回開始端を、第４のフィード線７０を用いて外側のループアンテナ１０の巻回開始端に接続し、その巻回終了端を、第５のフィード線８０を用いて電流出力端子Ｔｇｎｄに接続する。尚、第５のフィード線８０の一端（分岐ループアンテナ６０との非接続端）と電流出力端子Ｔｇｎｄとの間には、電流調整用の可変抵抗体Ｒ３を挿入して接続する。 Specifically, the branch loop antenna 60 is arranged inside the inner loop antenna 20, and its winding start end is connected to the winding start end of the outer loop antenna 10 using the fourth feed line 70. The winding end is connected to the current output terminal T gnd using the fifth feed line 80. Between the current output terminal T gnd (unconnected end of the branch loop antenna 60) at one end of the fifth feed line 80, connected by inserting a variable resistor R 3 for current adjustment.

本実施の形態の場合、信号源１００から供給された電流は２つの並列接続経路に分岐され、一方の電流Ｉ１は外側のループアンテナ１０と内側のループアンテナ２０を流れ、他方の電流Ｉ２は分岐ループアンテナ６０を流れる。分岐ループアンテナ６０を周回した電流Ｉ２は、可変抵抗体Ｒ３を通過した後に電流Ｉ１と合流し、共に信号源１００に戻る。 In the case of the present embodiment, the current supplied from the signal source 100 is branched into two parallel connection paths, and one current I 1 flows through the outer loop antenna 10 and the inner loop antenna 20, and the other current I 2. Flows through the branch loop antenna 60. The current I 2 that has circulated through the branch loop antenna 60 passes through the variable resistor R 3 and then merges with the current I 1, and returns to the signal source 100 together.

以上より、本実施の形態によれば、内側のループアンテナ２０に流れる電流の進行方向と同じ方向に電流が流れる分岐ループアンテナ６０が、内側のループアンテナに内包されているので、内側のループアンテナ２０を流れる電流の増大に作用することから、内側のループアンテナ２０の巻回数を増やさずとも大きなγ値を得ることができる。   As described above, according to the present embodiment, the branch loop antenna 60 in which the current flows in the same direction as the traveling direction of the current flowing in the inner loop antenna 20 is included in the inner loop antenna. Since this acts on an increase in the current flowing through 20, it is possible to obtain a large γ value without increasing the number of turns of the inner loop antenna 20.

〔第８の実施の形態〕
図９は、本実施の形態に係る逆相二重ループアンテナの回路構成を示す図である。この逆相二重ループアンテナは、第１のフィード線３０から分岐した分岐ループアンテナ６０が、内側のループアンテナ２０を内包するように接続している。それ以外は、第７の実施の形態と同じである。 [Eighth Embodiment]
FIG. 9 is a diagram showing a circuit configuration of the antiphase double loop antenna according to the present embodiment. This reverse phase double loop antenna is connected so that a branched loop antenna 60 branched from the first feed line 30 includes the inner loop antenna 20. The rest is the same as in the seventh embodiment.

以上より、本実施の形態によれば、内側のループアンテナ２０に流れる電流の進行方向と同じ方向に電流が流れる分岐ループアンテナ６０が、内側のループアンテナを内包しているので、内側のループアンテナ２０を流れる電流の増大に作用することから、内側のループアンテナ２０の巻回数を増やさずとも大きなγ値を得ることができる。   As described above, according to the present embodiment, the branch loop antenna 60 in which the current flows in the same direction as the traveling direction of the current flowing in the inner loop antenna 20 includes the inner loop antenna. Since this acts on an increase in the current flowing through 20, it is possible to obtain a large γ value without increasing the number of turns of the inner loop antenna 20.

最後に、全ての実施の形態で共通する効果について再度述べる。各実施の形態によれば、径の異なる同心状の２つのループアンテナ１０，２０が直列に接続され、互いに逆回りに電流が流れるので、少ない消費電流でシャープな磁界分布を生成可能な逆相二重ループアンテナを提供できる。   Finally, effects common to all the embodiments will be described again. According to each embodiment, two concentric loop antennas 10 and 20 having different diameters are connected in series, and currents flow in the opposite directions. Therefore, a reverse phase capable of generating a sharp magnetic field distribution with a small current consumption. A dual loop antenna can be provided.

また、各実施の形態では、円状のループアンテナを例に説明したが、そのような円状のループアンテナ以外に、円状に近い正十二角形のアンテナや、それほど円状に近くない正方形や長方形のループアンテナを同心状に配置した場合でも、同様の効果を得ることができる。   In each embodiment, a circular loop antenna has been described as an example. However, in addition to such a circular loop antenna, a regular dodecagonal antenna that is nearly circular, or a square that is not so circular. Even when the rectangular loop antennas are arranged concentrically, the same effect can be obtained.

１０…外側のループアンテナ
２０…内側のループアンテナ
３０…第１のフィード線
４０…第２のフィード線
５０…第３のフィード線
６０…分岐ループアンテナ
７０…第４のフィード線
８０…第５のフィード線
Ｒ１，Ｒ２…抵抗体
Ｒ３…可変抵抗体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Outer loop antenna 20 ... Inner loop antenna 30 ... 1st feed line 40 ... 2nd feed line 50 ... 3rd feed line 60 ... Branch loop antenna 70 ... 4th feed line 80 ... 5th Feed lines R 1 , R 2 ... resistor R 3 ... variable resistor

Claims (4)

１回又は複数回巻回された外側のループアンテナと、
１回又は複数回巻回され、前記外側のループアンテナと同心状に配置され、前記外側のループアンテナに直列に接続され、前記外側のループアンテナに入力された電流の進行方向とは逆回りに電流が流れる内側のループアンテナと、
を有することを特徴とする逆相二重ループアンテナ。 An outer loop antenna wound once or multiple times;
Wound one or more times, arranged concentrically with the outer loop antenna, connected in series with the outer loop antenna, and in a direction opposite to the traveling direction of the current input to the outer loop antenna An inner loop antenna through which current flows,
An antiphase double loop antenna characterized by comprising: 前記各ループアンテナについて巻回数と中心からループアンテナまでの距離の二乗とをそれぞれ積算した２つの積算値が等しいことを特徴とする請求項１に記載の逆相二重ループアンテナ。   2. The antiphase double loop antenna according to claim 1, wherein two integrated values obtained by integrating the number of windings and the square of the distance from the center to the loop antenna are equal for each loop antenna. 前記内側のループアンテナの両端間に接続された抵抗体を更に有することを特徴とする請求項１又は２に記載の逆相二重ループアンテナ。   The antiphase double loop antenna according to claim 1, further comprising a resistor connected between both ends of the inner loop antenna. 前記外側のループアンテナ及び前記内側のループアンテナに並列に接続され、前記内側のループアンテナに内包され又は前記内側のループアンテナを内包し、前記内側のループアンテナに流れる電流の進行方向と同じ方向に電流が流れるループアンテナを更に有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の逆相二重ループアンテナ。   It is connected in parallel to the outer loop antenna and the inner loop antenna, is enclosed in the inner loop antenna or encloses the inner loop antenna, and is in the same direction as the traveling direction of the current flowing through the inner loop antenna. The antiphase double loop antenna according to any one of claims 1 to 3, further comprising a loop antenna through which a current flows.
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